不同的鸟类为了各自不同的生活所需演化出了形态不同的翅膀，飞机机翼也是同理

　　亚音速飞机的机翼形态因此逐渐发展出了两个大类：像战斗机那样快速、敏捷、机动的飞机机翼一般都较薄，同时展弦比在5-6左右；而以载荷能力为主的飞机——像轰炸机、运输机、民航客机这些一般会用展弦比10以上的机翼，同时为了容纳必要的机翼内部结构，一般这些飞机的机翼厚度也较高。

　　虽然很多双翼机的机翼都只是普通的长方形形状，但几乎所有单翼机的机翼几乎都是逐渐收缩的梯形机翼设计，这种现象的原因出在结构上。双翼机的上下翼之间由翼间张线桥接在一起，这将机翼的载荷均匀地分散到整个翼展上。而常见的使用悬臂式设计、没有额外张线拉杆支撑的单翼机机翼，机翼受到的所有载荷都会被集中施加到翼身连接处。为了应对这一情况，最好把机翼设计成翼根处较厚，同时降低翼远端到翼尖产生的升力和负载，这就是为什么几乎所有单翼机的机翼都同时在宽度（弦长）和厚度上都是渐缩的。

SPAD XIII战斗机，展示了典型的一战双翼战斗机的翼间结构：绷紧的张线交叉穿过了几组垂直的翼间支柱

　　渐缩比——翼尖处宽度（弦长）与翼根处弦长的比值，在一开始的时候似乎也完全是由设计师口味决定的，二战前和期间的飞机主翼渐缩比普遍都在0.25或者更小的值上；这表示翼尖的宽度差不多是翼根的四分之一。而容克斯的Ju 88轰炸机的高空衍生型号将渐缩发挥到了极致：机翼到了翼尖处几乎缩成了一个点。极端的渐缩比让飞机可以在提升翼展的同时不增加太多的结构重量和阻力面积，这让飞机可以具有更高的爬升率，更好的高空性能，同时还能提高巡航的燃油经济性。但极端的渐缩还会导致飞机的在失速时会陷入过于剧烈的滚转；翼尖扭转几度可以延迟翼尖失速和这一现象的发生，但扭转本身又会产生额外的阻力。到二战快结束时，极端渐缩的机翼设计已经基本上不再被采用了：渐缩比在三分之一到二分之一的设计成为了主流选择。

作为“喷火”的高空专用型号，“喷火”Mk.VII也使用了极端“尖头”的翼尖设计

　　虽然机翼大部分的基本特点都是前人在试错过程中逐渐确定的，但真正的科研在这一过程中并没有缺席。那些自一开始就和飞行与航空紧密联系在一起的国家都有各自的由政府直接支持的航空科研组织：英国的范保罗，法国的默东，俄罗斯的库奇诺（在沙俄时期由茹科夫斯基建立的航空研究机构）……而美国也在1915年由国会批准，在弗吉尼亚汉普顿建立了美国国家航空咨询委员会（NACA）。在这些组织的风洞中，诞生了无数最终塑造了今天我们的飞机外形的重要发现。

　　每个机翼设计都有一个不太起眼但非常重要的属性，那就是他的机翼截面的形状，也就是他的翼型。法国、德国、英国和美国等各国自己的科研机构都将各种翼型组成一个个系列设计，适用在速度和翼载需求各不相同的飞机上。这些翼型系列中的大部分其实都是通过比较抽象的数学运算过程求出的一边圆而一边尖的基本曲线形状，而非通过物理层面的流体力学；然后这些形状会被放在风洞中测试来得出他们具体的空气动力学特性，然后设计师再从这一堆候选中挑出性能足够好的，放入目录中成为真正的可用翼型。

因为发现与测试翼型的过程在航空史早期通常依赖于试错与经验法，因而当时研发出的翼型很多是直接使用制造商或发现者的名字命名的；而在翼型曲线逐渐开始使用数学方法求得之后，大部分翼型会以一组可以准确表达翼型具体形状的“代号+数组”的形式定名

　　而很多为翼型理论发展奠定了重要基础的工作都是由德国科学家马克思•蒙克完成的，他在1920年以技术顾问的身份来到了NACA的兰利实验室，并升任成为了空气动力学部分的主管。蒙克是一位非常难以共事的人，有的官方历史甚至将蒙克描述成“一位空气动力学巫师的同时还是个不稳定的江湖骗子”。他专横独裁而又固执，非常在意等级制度，对谁都漠不关心，而且因为他的英文水平也不咋样，有时连话都说不清楚。兰利的工程师之间还流传着搞笑的故事，讲述蒙克在来到美国学会开车后，每次都要靠他在方向盘上装着的一个类似量角器的装置计量才能在路上转弯。终于到了1927年，在兰利实验室各下属部门首脑以全体辞职的方式表达了对蒙克本人的抗议之后，他才不得不退位离开实验室。（译注：马克思•蒙克早年在德国哥廷根与普朗特等人共事，并在来到美国后最终完成并提出了他的薄翼理论，该理论可以在一定条件下将翼型的升力问题转化为对弧线的环量求解）

由Munk在NACA提出并建设的可变密度风洞（Variable Density Tunnel）的工作状态，气体在压力罐体中内外循环。该风洞一直沿用到40年代，直到在NACA被更大比例、更先进的风洞所取代

可变密度风洞的截面示意图，详细展示了空气在风洞中如何被风扇驱动进行内外循环。1927年的一次火灾烧毁了风洞木制的原始内部结构（上图上方标为“旧”的截面），在修复中改建为上图下方所示的结构

　　而蒙克的离职也被视为NACA的管理者从科学家转向工程师的重要标志。从那一刻起，NACA的主要研究内容开始转向往往需要和制造商直接协作的更实际的工程问题。对实用技术而非理论科学的偏好创造了很多成就，但一方面也成了盟国在真正的航空科学上逐渐落后于德国的部分原因，而这一点直到二战结束后才被发觉。

　　不过尽管如此，真正的科学研究并没有在NACA彻底消失，美国人也有超过德国人的时候。在30年代后期，NACA的空气动力学家埃斯特曼•雅各布斯开发出了一套能够以一个目标的性能特性出发设定翼型的系统，这套系统的第一个成功案例就是P-51“野马”上的“层流翼型”。（雅各布斯在Munk离开之后接管了VDT风洞，并在此期间改进风洞显著降低了其测试流场的湍流度，故而能够更好的精确测试翼型的真实性能和边界层对翼型的影响，实际上，他的第一个主要贡献应当算是在今天仍被极为广泛使用的NACA四位数翼型。）

琳琅满目的NACA四位数翼型系列，不过最终被证明性能优异并沿用至今的实际上只占一小部分